Eritrositler
Eritrosit Membranı (Zarı) Hakkında Bilgi
ERİTROSİTLER(RBCs): Kırmızı kan hücreleri (eritrositler) nukleus ve diğer internal hücre organellerini içermezler. Ayrıca human RBCs diğer sitoskeletal komponentleri (mikrotubuller ve ara filamentleri) de içermezler. Kortikal sitoskeleton (hücre iskeleti ) ve plazma membranı ile ilgili çalışmalar için eritrositler idealdirler. Kırmızı kan hücreleri (eritrositler) mitozla bölünemezler. Mitokondrileri bulunmadığından oksidatif reaksiyonları yapamazlar. Yüzey/Hacim oranı maksimumdur. Gaz transferi kolaylaşmıştır. Mikrodolaşımda hareket kolaylaşmıştır.Kırmızı kan hücreleri 6-9 mM çapında bikonkav bir disk şeklindedirler. Eritrosit sitoplazması likid kıvamdadır, düşük viskositelidir→ Kolay deforme olur. Eritrosit şeklinin korunması için enerji gereklidir. Na+/K+ATPaz aktivitesi: hücre şeklinin sürdürülmesinde, methemoglobin oluşumunun önlenmesinde ve oksidatif denatürasyona karşı korunmada gerekli olan enerjiyi sağlar.
ERİTROSİT MEMBRANI: Membran 100-600 A° kalınlığındadır. Membran: %52 Protein, %40 Lipid, %8 Karbonhidrat Yapıdadır. Lipid molekülleri, çift tabaka membranın ana yapısıdır. Proteinler, taşıyıcı veya enzimatik olabilirler. Lipid bilayerin altında proteinlerden oluşan bir membran iskeleti mevcuttur. Membran (-) yüklüdür.
ERİTROSİT MEMBRANINDA TRANSPORT: Su, bikarbonat ve klorür e geçirgendir, HCO3- ve Cl- kolaylaştırılmış difüzyonla yer değiştirmektedirler. HCO3- eritrositler tarafından içeri alınırken Cl- hücre dışına verilmektedir. Na+ ve K+ gibi katyonlara geçirgen değildir. Na+ ve K+ iyonları aktif transportla hareket ederler. Na+ ve K+ iyon farkı Na+/K+ ATPaz ile sağlanmaktadır. RBC sitozolik bölgesinde 3 Na+ ve ATP bağlayan bir bölge vardır. Hücre dışına 3 Na+ salar, hücre içine 2 K+ alır.
Kortikal sitoskeletonu oluşturan temel yapısal protein aktin bağlayan protein-SPEKTRİN dir. Spektrin aktin bağlayan proteinler olan kalponin ailesinin bir üyesidir. Spektrin tetramerinin uçları kısa aktin filamentleri ile birleşerek spektrin-aktin ağını oluşturur. RBCs in kortikal sitoskeletonunu oluşturur. Eritrosit spektrini tetramer yapısındadır. 2 farklı polipeptid zinciri (α ve β) içerir. α 240 kd, β 220 kd dur. β zincirinin amino ucunda tek bir aktin bağlayan bölge (domain) bulunur. α ve β zincirleri yanyana birleşerek dimer yapıyı, dimerler ise 2 aktin bağlayan bölge ile ucuca birleşerek tetramer yapıyı oluştururlar.
ANKRİN:
Spektrin-aktin ağı ile plazma membranı arasındaki ana bağlantıyı ANKRİN denen protein sağlar. Spektrini transmembran bir protein olan BAND3 proteinin sitoplazmik bölgesine bağlar.
PROTEİN 4.1: Spektrin-aktin ağı ile plazma membranı arasındaki bir diğer bağlantıyı da PROTEİN 4.1 sağlar. Spetrin-aktin junction (birleşim yeri)ni bir diğer önemli transmembran protein olan GLİKOFORİN in sitoplazmik bölgesine bağlar.
kırmızı kan hücresi
Eritrositler bulundukları ortamdaki osmotik basınçta artma (hipertoni) ve azalma (hipotoni) ile büzülme ve şişme göstererek osmometre gibi davranırlar. Yeterli bir hipotonik solüsyonda eritrositler şişer ve onu çevreleyen membran yırtılır, hemoliz oluşur. Eritrosit içeriği hemoliz sonucunda ortama dağılır ve çözünür olmayan GHOST denen proteine bağlı orijinal membran kısmı elde edilir. Membran, Endoplazmik Retikulumda Sentezlenir, Fosfolipid asimetrisi oluşturulur, Membran akışkanlığının belirleyicilerinden biri Kolesterol konsantrasyonudur. Kolesterolün hidroksil grupları fosfolipidlerin polar başlarına yakındır. Kolesterolün halka yapısı, fosfolipidin hidrokarbonuyla birlikte hareketsiz bölgeyi oluşturur. Flip-Flop Hareketi yapabilir. Bu hareketlilik membranın biçim değişikliklerini kolaylaştırır ve hücreyi lizisten korur. Membran geçirgenliğini, antijen ekspresyonunu ve eritrosit şeklini düzenler. Karaciğer Hastalıklarında Kolesterol içeriği değiştiği için düzensiz eritrositler görülür.
Eritrosit Membranındaki Lipidler:
Eritrosit membranındaki lipidler, diğer memeli hücrelerin plazma membranında olduğu gibi hücrenin çevresinde devamlı stabil bir yapı oluşturan bilayer (çift tabaka) yapısındadır. %25 Kolesterol, %60 fosfogliserid ve %5-10 glikolipid az miktarda kolesterol esteri, serbest yağ asidleri, sülfatid ve TG içerirler. Eritrositlerde organeller bulunmadığından Lipid Sentezi yapılamamaktadır. Membranın azalan Lipid içeriği Plazma Lipoproteinlerinden sağlanmaktadır. Öncelikli olarak Kolesterol ve Fosfatidilkolin aktarımı gerçekleşmektedir. Membran yapısındaki lipid bileşenlerin miktarı hücre biçimini etkilemektedir. Kolesterol/Fosfolipid oranının artışı hücrenin daha frajil olmasına sebep olmaktadır.
Eritrosit membranı periferal proteinleri : Lipid çift tabakasına iyonik bağlarla (membran lipidlerinin polar başlarıyla protein arasında hidrojen bağları oluşturarak) bağlanırlar. Eritrosit dayanıklılığının en önemli belirleyicileri olan sitoskeletal proteinler, çoğunlukla periferal membran proteinleridir. Bunlar spektrin olarak bilinen band 1 ve band 2 , band 4.1 ve aktin olarak bilinen band 5 proteinleridir. Membran protein ağının ana komponenti fibröz bir polipeptid olan spektrindir. Spektrin ve ankrin nonkovalent bağlanarak kompleks oluşturup periferal sitoskeletal ankrin (band 2.1) yardımıyla integral band proteinlerine bağlanmaktadırlar.
İntegral ve periferal olmak üzere iki tip membran proteini bulunmaktadır. Sitoskeleton yapısını, eritrosit fleksibilitesinden ve bikonkaviteden sorumlu filamentöz eritrosit proteinleri oluşturur. Periferal ve integral proteinlerin oluşturduğu kafes tarzındaki yapı eritrositin şekil değişikliklerine olanak tanımaktadır. Eritrosit yapısındaki konjenital anomalilerin çoğu (herediter sferositoz, herediter eliptositoz gibi) bu proteinlerden birinin eksikliğine bağlıdır.
ERİTROSİT MEMBRANI İNTEGRAL PROTEİNLERİ
Membran içine gömülen , membran içi ve dışıyla bağlantılı proteinlerdir. İçerdikleri hidrofobik amino asid kalıntıları aracılığıyla lipidlerle bağlantı kurarlar. Başlıca integral proteinler glikoforin ve band 3 proteinidir. Büyük bir kısmı membran içine gömülmüş, membranın her iki yüzü ile de bağlantılı olan proteinlerdir. İntegral membran proteinleri spesifik maddeleri ve kimyasal sinyalleri membran boyunca iletirler.
Ekstrensek (Periferal) Proteinler: Lipid matriks içine kısmen gömülmüşlerdir ve sadece membranın bir yüzüne bakarlar. Böylece plazma membranında bazı proteinler sitozolik yüze yönelikken, bazıları da membranın dış yüzünde bulunur yani dışa yöneliktir. Sitoplazmik yüzde yer alan bu ekstrensek proteinler sitoskeletal yapıyı oluştururlar.
GLİKOFORİN: Single-pass membran proteini dir (membranı bir kez kateder). Glikoforinin karbonhidrat birimlerini taşıyan amino ucu ekstrasellüler, polar ve iyonize karboksil ucu ise sitozoliktir. Glikoforinler eritrosit çevresinde hidrofilik ve anyonik bir kılıf oluşturmaktadır. Glikoforin, kan grubu antijenitesini taşır. Glikoforin aynı zamanda influenza virüsü için reseptör görevi görmektedir. Her eritrositte 6x 105 glikoforin molekülü vardır.
Band 3 proteini: Multi-pass membran proteinidir. Membranı katlanmış bir konformasyonda kateder. Eritrosit membranında geçitler oluşturur. Arteriyel ve venöz eritrosit HCO3- konsantrasyonlarını düzenler. HCO3- ve Cl- değiş tokuşunu düzenler. Eritrositlerin pH dengelerini sağlar. Her eritrositte 106 band 3 proteini bulunur.
SPEKTRİN: Eritrosit membranının sitoplazmik tarafına nonkovalent bağlanır. Hücre membran protein kütlesinin %25’ini oluşturur. 100 nm uzunluğundadır. Yapısı ve özellikleri kas myozinine benzemektedir. α (260 kda)ve β (225 kda) olmak üzere iki izoformu vardır, bu izoformlar birbirleriyle sarmal yaparak dimer oluştururlar, daha sonra başka bir dimerle daha birleşerek tetramer halinde bulunurlar. Bu tetramer membrana ankrin aracılığıyla bağlanmaktadır. α- polipeptid zinciri helikal ve nonhelikal bölgelerden oluşmuştur.
SİTOSKELETON PROTEİNLERİ: Ankrin de band 4.2 (palladin,72 kda) aracılığıyla transmembran bir anyon değiştirici protein olan band 3’e bağlanır. Spektrin ayrıca glikoforin adlı transmembran proteinle de membrana bağlanabilmektedir. Band 4.1 ve adducin proteinleri spektrinin aktine bağlanmasında rol alırlar. Aktin altbirimleri, filamentöz aktinden ve tropomyozinden oluşur.
ERİTROSİT MEMBRAN PROTEİNLERİ:
Membran şekli ve mekanik özellikleri için önem taşıyan glikoforin C proteininin yanı sıra glikoforin A, B ve D yaygın olarak bulunan eritrosit membran proteinleridir. Glikoforinler aynı zamanda belirli bakteriler, viral ve parazitik organizmalarda reseptör görevi yapmaktadır. Membranda bulunan ve bir transmembran protein (55 kDa) olan band 4.5 proteini glukoz transporteri olarak görev yapmaktadır.
Eritrosit membranı